(57)【要約】【課題】基材の外周部に局所的に与えた熱が基材の外周より内側部分に伝わるのを効率的に防止する。【解決手段】ステージ１０の表側の支持面に基材９０を接触支持させ、回転させる。基材９０の外周部をステージ１０から突出させ、この外周部に局所的に輻射加熱器３３から輻射熱を照射する。ステージ１０の裏面１０ｂには、放熱フィン６０を、ステージ１０の外周部から中央部へ向けて延びるようにして設ける。【選択図】図３
2007324369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の外周部を加熱して処理する装置において、
（ａ）基材の少なくとも外周部の近傍部分と接触して該基材を支持する支持面と、この支持面とは反対側の裏面とを有するステージと、
（ｂ）このステージに支持された基材の外周部に局所的に輻射熱を照射する輻射加熱器と、
（ｃ）前記ステージを回転させる回転機構と、
（ｄ）前記ステージの裏面に、該裏面の周方向と交差する方向に延びるようにして設けられた放熱フィンと、
を備えたことを特徴とする基材外周処理装置。
【請求項２】
前記放熱フィンが、前記裏面の中央部に近づくにしたがって前記周方向に傾斜されていることを特徴とする請求項１に記載の基材外周処理装置。
【請求項３】
前記放熱フィンが、前記裏面の中央部に近づくにしたがって前記回転機構による回転方向とは逆側へ傾斜されていることを特徴とする請求項２に記載の基材外周処理装置。
【請求項４】
作動流体を蒸発させる蒸発部と凝縮させる凝縮部を含み、前記ステージに設けられたヒートパイプを、更に備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の基材外周処理装置。
【請求項５】
前記ヒートパイプが、前記ステージの周方向と交差する方向に延びており、
前記蒸発部が、前記ヒートパイプにおける前記ステージの外周側を向く端部に配置され、前記凝縮部が、前記ヒートパイプにおける前記ステージの中央側を向く端部に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の基材外周処理装置。
【請求項６】
前記ステージの外周部に環状の凸部が設けられ。この環状凸部の頂面が前記支持面となっていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の基材外周処理装置。
【請求項７】
前記輻射加熱器による局所加熱箇所に反応性ガスを吹き付ける反応性ガス吹出し部を、更に備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の基材外周処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウェハや液晶パネル等の基材の外周部に設けられた有機膜等の不要物を除去する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の構成及び機能は、年々微細化、高集積化、高速化が進んでいる。それらは、半導体材料の変化とそれに伴う製造装置の進歩により実現されている。一般的には、配線材料がＡｌからＣｕへ、絶縁膜がＳｉＯ２（比誘電率４程度）からそれより低誘電率のいわゆるｌｏｗ−ｋ材へと変化している。
【０００３】
従来、半導体ウェハに形成した絶縁膜に配線パターン用の溝をケミカルエッチングする場合、エッチングの等方性を抑制するため、エッチング用ガスに例えばフロロカーボンからなる保護材成分を混入させておく。これにより、漸次形成される溝の内壁にフロロカーボンの保護膜を被膜し、エッチングが溝の底面方向にだけ異方的に進行するようにしている。一方、フロロカーボンは、ウェハの外端面から裏側に回り込み、ウェハの裏面外周部にも堆積することがある。
上記絶縁層がＳｉＯ２の場合、該絶縁層上のフォトレジストを酸素プラズマでドライアッシングする際、酸素プラズマをウェハの表側面から裏面へ回り込ますことにより、上記裏面外周部のフロロカーボン膜を除去することが十分可能であった。
しかし、絶縁層がｌｏｗ−ｋ膜の場合、ドライアッシングをあまり強くすると、ｌｏｗ−ｋ膜がダメージを受ける。そこで、低出力でアッシング処理する試みがなされているが、そうするとウェハ裏面のフロロカーボン膜を除去しきれない。これを放置すると、基材の搬送時等にパーティクルが発生し、歩留まり低下を招くおそれがある。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に記載のものでは、ウェハの外周部に反応性ガスとして例えばオゾンを局所的に吹き付けるとともに、このオゾン吹き付け箇所にレーザを局所的に照射して加熱し、酸化反応を促進させ、ウェハ外周部の不要膜を除去している。
【０００５】
一方、ウェハ外周部の加熱温度によっては、ウェハの表側面の膜にダメージを与えるおそれがある。そこで、上掲特許文献１に記載のものでは、ウェハを設置するステージ内に冷却室を設け、この冷却室に水や空気等の流体を導入している。ステージはウェハより少し小径にし、ウェハの外周部がステージから突出するようにしている。これにより、ウェハの外周部を除く、それより内側の部分がステージと接触する。この接触部分を介してウェハ外周部からの熱をステージに伝導させて吸熱・冷却することができる。
【特許文献１】特開２００６−０４９８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、冷却手段としては、熱伝導、対流、放射の３つの現象を用いたものがある。中でも熱伝導は熱交換を最も効率良く行なうことができ、優れているが、冷却効率をより高めるには、熱伝導以外の、対流現象や放射現象をも利用するのが効果的と考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記考察に基づいてなされたものであり、基材の外周部を加熱して処理する装置において、
（ａ）基材の少なくとも外周部の近傍部分と接触して該基材を支持する支持面と、この支持面とは反対側の裏面とを有するステージと、
（ｂ）このステージに支持された基材の外周部に局所的に輻射熱を照射する輻射加熱器と、
（ｃ）前記ステージを回転させる回転機構と、
（ｄ）前記ステージの裏面に設けられた放熱フィンと、
を備えたことを第１の特徴とする。前記放熱フィンは、前記ステージの裏面の周方向と交差する方向に延びていることが好ましい。
これにより、基材の外周部に局所的に与えた熱を、基材とステージの接触面を介してステージに伝達させ、これを放熱フィンから放射するとともに、ステージの回転により放熱フィンのまわりに雰囲気ガスの強制対流を起こして放熱することができる。これにより、熱が基材の外周部から内側へ伝わるのを効率的に防止することができ、基材の外周より内側部分を保護することができる。
【０００８】
前記放熱フィンが、前記ステージ裏面の中央部に近づくにしたがって前記周方向に傾斜されていることが好ましい。
これによって、放熱フィンの長手方向に沿って雰囲気ガスの流れを形成でき、放熱効率を高めることができる。
【０００９】
前記放熱フィンが、前記ステージ裏面の中央部に近づくにしたがって前記回転機構による回転方向とは逆側へ傾斜されていることが、より好ましい。
これによって、フィンの長手方向に沿ってステージ中央側への雰囲気ガスの流れを形成でき、放熱効率を高めることができる。
前記放熱フィンは、前記ステージの裏面と直交する方向から見て（裏面視）直線状になっていてもよく、湾曲していてもよい。
【００１０】
ステージに熱を吸収する吸熱手段を設けるのが好ましい。吸熱手段としては、例えばステージ内に冷媒室を形成し、この冷媒室に外部の冷媒源から冷媒を送り込むことにしてもよい。一方、そうすると固定系である冷媒源と、回転するステージ内の冷媒室との間で冷媒の往復路を設ける必要がある。したがって、この冷媒往復路が固定系と回転系を跨ぐ部分での連通性及びシール性を確保する必要があり、構造が複雑化するだけでなく、回転機構にシール圧による負荷がかかり、所要動力が大きくなる。
そこで、吸熱手段は、ステージを含む回転系で完結し、回転系の外部との接続が不要なものであることが好ましい。このような吸熱手段として、作動流体を蒸発させる蒸発部と凝縮させる凝縮部を含むヒートパイプを用いるのが好ましい。
本発明は、基材の外周部を加熱して処理する装置において、
（ａ）基材の少なくとも外周部の近傍部分と接触して該基材を支持する支持面と、この支持面とは反対側の裏面とを有するステージと、
（ｂ）このステージに支持された基材の外周部に局所的に輻射熱を照射する輻射加熱器と、
（ｃ）前記ステージを回転させる回転機構と、
（ｅ）作動流体を蒸発させる蒸発部と凝縮させる凝縮部を含み、前記ステージに設けられたヒートパイプと、
を備えたことを第２の特徴とする。
これによって、基材の外周部からの熱をヒートパイプにて十分に吸収することができ、基材の外周部より内側部分に熱が伝わるのを一層確実に防止することができる。また、吸熱と放熱をステージ内で行なうことができ、冷媒をステージの外部の固定系とステージを含む回転系の間で行き来させる必要がなく、固定系と回転系の間の連通性やシール性の問題が生じることがない。したがって、構造を簡素化できるだけでなく、固定系と回転系の間にシール圧による抵抗が発生することがなく、回転機構の所要動力を抑えることができる。
【００１１】
前記ヒートパイプは、前記ステージの周方向と交差する方向に延びているのが好ましい。前記蒸発部が、前記ヒートパイプにおける前記ステージの外周側を向く端部に配置され、前記凝縮部が、前記ヒートパイプにおける前記ステージの中央側を向く端部に配置されていることが好ましい。
これによって、加熱箇所に近い側で効率的に吸熱し、基材の外周部より内側部分に熱が伝わるのを確実に防止できるとともに、加熱箇所から離れたステージ中央側の部分で放熱することができる。
前記ヒートパイプと放熱フィンと組み合わせることがより好ましい。この場合の放熱フィンは、前記ステージの外周部から中央部へ向けて延びていてもよく、前記ステージの外周部から中央部へ向かう方向と直交する方向に向けて延びていてもよい。複数の放熱フィンを備え、各放熱フィンが、前記ステージの外周部から中央部へ向かう方向と直交する方向に向けて延びるとともに、複数の放熱フィンが互いに前記ステージの外周部から中央部へ向かう方向に並んで配置されていてもよい。これら複数の放熱フィンは、ヒートパイプの蒸発部よりも凝縮部の近くに偏って配置されているのが好ましい。
【００１２】
前記第１、第２の特徴において、基材の外周部が前記ステージより突出されるようになっているのが好ましい。
前記ステージの外周部に環状の凸部が設けられ。この環状凸部の頂面が前記支持面となっていることが好ましい。
これにより、ステージと基材の接触面積を小さくでき、接触によるパーティクルの発生を低減することができる。また、基材の外周部から内側へ伝わろうとする熱を、外周部の直近においてステージの環状凸部に伝達させることができ、基材の外周部より内側部分を確実に保護することができる。
【００１３】
前記第１、第２の特徴において、前記輻射加熱器による局所加熱箇所に反応性ガスを吹き付ける反応性ガス吹出し部を、更に備えるのが好ましい。
これによって、基材外周部を効率的に処理することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基材の外周部に局所的に与えた熱を、基材とステージの接触面を介してステージに伝達させて吸熱し、これを放熱フィンから放射するとともに、ステージの回転により放熱フィンのまわりに雰囲気ガスの強制対流を起こして放熱することができる。これにより、熱が基材の外周部から内側へ伝わるのを効率的に防止でき、基材の外周より内側部分を保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の第１実施形態を説明する。図１の仮想線に示すように、この実施形態の処理対象基材は、例えばシリコン製の半導体ウェハ９０である。シリコンウェハ９０は、円形の薄板状をなしている。図２に示すように、ウェハ９０の表側面には、半導体装置を構成すべき所要層としてｌｏｗ−ｋ材からなる絶縁層９１が形成されている。絶縁層９１には配線パターン溝９１ａが形成されている。この配線パターン溝９１ａ内にＣｕ等からなる配線パターン９４が設けられている。
【００１６】
シリコンウェハ９０の裏面の外周部には、フロロカーボンの膜９３が被膜されている。フロロカーボン膜９３は、ウェハ９０の周方向の全周にわたるとともに径方向（周方向と直交する方向）に沿う幅を有している。フロロカーボン膜９３は、絶縁層９１にフォトレジストを被膜して配線パターン溝９１ａをエッチングにて形成する際、エッチング用ガスに混入させておいたフロロカーボンがウェハの裏側へ回り込んで堆積したものである。フロロカーボンは、エッチングが深さ方向にだけ進行するようにし、エッチングの異方性を確保するための保護材としての機能を果たす。このフロロカーボンは、その後のアッシング工程で上記フォトレジストと一緒に大半が除去されるが、ウェハ９０の裏側に回りこんだものは除去しきれず、膜９３として残置されてしまう。
【００１７】
本実施形態に係る基材外周処理装置１は、上記ウェハ９０の裏面外周部のフロロカーボン膜９３を不要物として除去するものである。
図１及び図２に示すように、基材外周処理装置１は、ウェハ９０を設置するステージ１０と、このステージ１０の側部に配置された処理ヘッド２０とを備えている。
【００１８】
図１に示すように、ステージ１０は、熱伝導の良好な材料（例えばアルミ等の金属）にて構成され、水平な円盤形状をなしている。アルミ製のステージ１０の場合、その表面には硬質アルマイト処理が施されている。ステージ１０の厚さは、例えば三十数ｍｍ程度である。
【００１９】
図２に示すように、ステージ１０の垂直な中心軸１１には、回転機構５０が接続されている。この回転機構５０によって、ステージ１０が中心軸１１のまわりに回転されるようになっている。ステージ１０の回転数は、後記レーザ照射ユニット３３からの入力エネルギー等に応じて適宜設定する。例えば、入力エネルギーが２００Ｗ程度の場合、ステージ１０の回転数は５０ｒｐｍ程度が好ましく、入力エネルギーが１４０Ｗ程度の場合、回転数は２５ｒｐｍ程度が好ましい。
【００２０】
図１及び図２に示すように、ステージ１０の上面の外周部には全周にわたる環状の凸部１２が形成されている。この環状凸部１２の上面１２ａ（基材支持面）にウェハ９０が中心を一致させて水平にセットされるようになっている。図示は省略するが、環状凸部１２の上面１２ａには吸着溝が形成されており、この吸着溝を吸引することによりウェハ９０を環状凸部１２の上面１２ａに吸着し支持するようになっている。ステージ１０の上面の環状凸部１２より内側の部分は、凹部になっており、ウェハ９０とは接触しないようになっている。したがって、環状凸部１２の上面１２ａだけがウェハ９０と接触している。これにより、ステージ１０とウェハ９０との接触面積を小さくでき、接触によるパーティクルの発生を低減することができる。
【００２１】
ステージ１０の直径（環状凸部１２の外直径）は、ウェハ９０の直径より僅かに小さい。例えば、ウェハ９０の直径が３００ｍｍ程度に対し、ステージ１０の直径は、２６０ｍｍ程度である。したがって、ウェハ９０の外周部がステージ１０の外端縁より少し突出されるようになっている。これにより、ウェハ９０の裏面外周部のフロロカーボン膜９３の全体が露出されるようになっている。
【００２２】
処理ヘッド２０は、ステージ１０側に開口する容器状のヘッド本体２１と、このヘッド本体２１内に設けられたレーザ照射ユニット３３（輻射加熱器）と、反応性ガスノズル４３（反応性ガス吹出し部）と、吸引ノズル４４とを備えている。
図示は省略するが、処理ヘッド本体２１には位置調節機構が接続されている。この位置調節機構によって処理ヘッド２０がステージ１０の径方向に位置調節されるようになっている。
【００２３】
処理ヘッド２０内のレーザ照射ユニット３３は、光ファイバケーブル３２（熱光線伝送手段）を介してレーザ光源３１（輻射熱光源）に接続されている。レーザ光源３１は、輻射熱の処理媒体として例えば発光波長８０８ｎｍ〜９４０ｎｍのＬＤ（半導体）レーザ光を出射するようになっている。レーザ光源３１として、ＬＤに限られず、ＹＡＧ、エキシマ等の種々の形式のものを用いてもよい。
【００２４】
図１に示すように、照射ユニット３３は、ウェハ９０の下側かつ径方向外側に配置され、ウェハ９０の外周部を向くように斜め上に向けられている。
照射ユニット３３を、ウェハ９０の外周部へ向けつつウェハ９０の外周部の真下に配置してもよく、ウェハ９０と同一高さに配置してもよく、ウェハ９０より上に配置してもよい。
【００２５】
図示は省略するが、照射ユニット３３には、凸レンズやシリンドリカルレンズ等の光学素子を含む集光光学系が収容されている。この集光光学系に光ファイバケーブル３２の先端部が光学的に接続されている。集光光学系は、光ファイバケーブル３２で伝送されて来たレーザＬをウェハ９０の外周部へ向けて斜め上方へ収束照射するようになっている。照射ユニット３３には、上記集光光学系をレーザ光軸に沿って変移させ、レーザＬの集光径を調節する焦点調節機構が設けられている。
【００２６】
図１に示すように、反応性ガス源４１からガス供給路４２が延びている。このガス供給路４２の先端部が、処理ヘッド２０内の反応性ガスノズル４３に連なっている。反応性ガス源４１として、オゾン（Ｏ３）を生成するオゾナイザーが用いられている。オゾンは、フロロカーボン膜９３等の有機膜を除去するのに好適な反応性ガスである。反応性ガス源として、オゾナイザー４１に代えて常圧プラズマ放電装置を用い、この常圧プラズマ放電装置の電極間のプラズマ放電空間に酸素を導入し、酸素ラジカル等の酸素系反応性ガスを得ることにしてもよい。
反応性ガスとして酸素（Ｏ２）をそのまま反応性ガスノズル４３に供給し、吹出すようにしてもよい。
反応性ガスとして、酸素系ガスに代えて、ＣＦ４等のフッ素系ガスを用いてもよい。
【００２７】
反応性ガスノズル４３は、透光性材料にて構成され、管状をなしている。透光材料としては、ガラス、アクリル、透明な樹脂等を用いることができる。ガラスは、石英、ほうけい酸ガラス、アルカリソーダガラス等を用いることができる。透明樹脂は、透明なポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、透明なテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、透明なポリカーボネート、透明な塩化ビニール等を用いることできる。
【００２８】
反応性ガスノズル４３は、ウェハ９０の下側に配置され、先端部が上記レーザ照射ユニット３３の照射スポットへ向くように斜め上へ傾けられている。図１に示すように、反応性ガスノズル４３の吹き出し方向は、平面視でウェハ９０の周方向（接線方向）にほぼ沿っている。
【００２９】
吸引ノズル４４は、反応性ガスノズル４３と同様の透光性材料にて構成され、反応性ガスノズル４３より大径の管状をなしている。図１に示すように、吸引ノズル４４は、平面視でウェハ９０の周方向（接線方向）に沿って反応性ガスノズル４３と向き合うように配置されている。これらノズル４３，４４の先端部間に上記レーザ照射ユニット３３の照射スポットが配置されるようになっている。吸引ノズル４４は、反応性ガスノズル４３よりステージ１０の回転方向（例えば平面視反時計周り）の下流側に配置されている。
ノズル４３，２２の向きや互いの配置関係は適宜設定可能である。
吸引ノズル４４から排気路４５が延び、排気ポンプ等の排気手段４６に連なっている。
【００３０】
本発明の最も特徴的な構成について説明する。
図２及び図３に示すように、ステージ１０ｂには複数（例えば８つ）の放熱フィン６０が設けられている。放熱フィン６０は、熱伝導の良好な材料（例えばアルミ）にて構成されている。各放熱フィン６０は、ステージ裏面１０ｂと直交するとともにステージ裏面１０ｂの半径方向（周方向と交差する方向）に延びる平板状をなし、ステージ１０の裏面１０ｂから下に突出されている。複数の放熱フィン６０は、ステージ１０の周方向に等間隔置きに放射状に配置されている。
放熱フィン６０は、ステージ裏面１０ｂと一体に形成されていてもよく、別体に構成されてステージ裏面１０ｂに固定されていてもよい。
【００３１】
上記構成の基材外周処理装置１は、次のように使用される。
ステージ１０にウェハ９０をアライメントして設置し、ウェハ９０のフロロカーボン膜９３を含む外周部をステージ１０の径方向外側へ突出させる。そして、レーザ光源３１からのレーザ光Ｌを集光ユニット３３から出射し、ウェハ９０の裏面外周部のフロロカーボン膜９３の一箇所に集光する。これにより、フロロカーボン膜９３が局所的かつ瞬間的に高温加熱される。併行して、オゾナイザー４１からのオゾンを、反応性ガスノズル４３からウェハ９０の平面視接線方向にほぼ沿って吹出し、フロロカーボン膜９３の上記局所加熱された箇所に当てる。これによって、当該箇所のフロロカーボン膜９３がオゾンと反応して除去される。処理済みのオゾン及び反応副生成物は、吸引ノズル４４に吸い込まれ、排気手段４６から排出される。さらに、回転機構５０によってステージ１０ひいてはウェハ９０を中心軸まわりに回転させることにより、フロロカーボン膜９３を全周にわたって除去することができる。また、処理ヘッド２０をステージ１０の径方向すなわちフロロカーボン膜９３の幅方向に順次ずらすことにより、フロロカーボン膜９３の全体を除去することができる。
【００３２】
上記レーザ照射ユニット３３によってウェハ９０の外周部の一箇所に局所的に加えられた熱は、当該加熱箇所から周辺に拡散していく。そのうち、ウェハ９０の径方向内側へ向かって伝わろうとする熱は、当該加熱箇所の直近においてステージ１０の環状凸部１２との接触部を介してステージ１０内に伝わる。これによって、ウェハ９０の外周部より内側の部分が高温化するのを防止でき、表側面の所要膜９１，９４がダメージを受けるのを防止することができる。
【００３３】
ステージ１０に伝わった熱は、放熱フィン６０からの放射によって除去することができる。この熱は、放熱フィン６０の外周側の端部から中央部側の端部へ向けて伝導しながら放射される。しかも、放熱フィン６０のまわりには、ステージ１０の回転により雰囲気ガス（空気や窒素等）の強制対流が起きる。放熱フィン６０は、ステージ１０の半径方向に延び、回転進行方向に対し直交しているので、そのまわりの雰囲気ガスに圧力差を形成でき、雰囲気ガス流の流速を大きくすることができる。これにより、フィン６０からの放熱効率を高めることができる。ひいては、ウェハ９０の外周部から径方向内側へ伝わろうとする熱をステージ１０へ効率的に伝達させることができる。この結果、ウェハ９０の表側面の所要膜９１，９４のダメージを一層確実に防止することができる。
【００３４】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。
放熱フィン６０の長手方向は、ステージ１０の半径方向に真っ直ぐ沿っているのに限られず、図４に示すように、半径方向に対し周方向へ傾斜していてもよい。この場合、放熱フィン６０は、ステージ裏面１０ｂの中央部に近づくにしたがってステージ１０の回転方向とは逆側に傾斜しているのが好ましい。ステージ１０の半径方向に対する放熱フィン６０の傾斜角度は、例えば３０°程度が好ましい。複数のフィン６０の傾斜角度は互いに等しく、回転対称状をなすようにするのが好ましい。
【００３５】
この傾斜フィン構造によれば、図４の矢印列に示すように、各放熱フィン６０の回転進行方向側の面に沿ってその外周側から中央側へ向かう雰囲気ガス流を形成することができる。これによって、放熱フィン６０の外周側の端部に伝わって来た熱を効率的に放出し除去することができる。
【００３６】
ステージ１０の内部に吸熱手段を設けることにしてもよい。吸熱手段としては、例えばステージ内に冷媒室を形成し、この冷媒室に冷媒を送り込むことにしてもよい。一方、そうすると、外部の冷媒源から回転軸１１を経てステージ内の冷媒室に至る冷媒往路と、冷媒室から回転軸１１を経て外部へ出る冷媒復路とを設ける必要がある。したがって、冷媒源を含む固定系とステージ１０を含む回転系との間の冷媒往復路の連通性とシール性を確保する必要があり、構造が複雑化するだけでなく、固定系と回転系の間のシール圧による負荷が回転機構５０にかかり、所要動力が大きくなる。
【００３７】
そこで、図５及び図６に示す実施形態では、吸熱手段としてヒートパイプ７０を用いている。
図６に示すように、ヒートパイプ７０は、両端が閉塞されたパイプ本体７１と、このパイプ本体７１の内部に収容された多数の細線状のウィック７２と、このウィック７２をパイプ本体７１の内壁に添わせるコイル状部材７３とを有している。パイプ本体７１は、アルミニウムや銅等の熱伝導性の良好な材料で構成されている。パイプ本体７１は、ステージ１０の径方向に沿って延びるようにしてステージ１０の内部に埋め込まれている。パイプ本体７１の外周側の端部は、上へ折曲され、環状凸部１２の内部に入り込んでいる。
【００３８】
パイプ本体７１の内部には、作動流体が封入されている。作動流体は例えば水やフロンで構成されている。
【００３９】
ヒートパイプ７０の外周側の端部は、作動流体が蒸発する蒸発部７５を構成し、中央側の端部は、作動流体が凝縮する凝縮部７６を構成している。
コイル状部材７３の内部は、蒸発部７５で蒸発した作動流体（気相）が凝縮部７６へ向かう通路になっている。
ウィック７２は、凝縮部７６の作動流体（液相）を蒸発部７５へ送る毛細管を構成している。
【００４０】
ヒートパイプ７０は、ステージ１０の周方向に複数（例えば８つ）、等間隔置きに放射状に配置されている。この実施形態のヒートパイプ７０は、放熱フィン６０と一対一に対応するようにして放熱フィン６０と同数だけ設けられているが、一対一に対応していなくてもよく、数が放熱フィン６０より少なくてもよく多くてもよい。
【００４１】
また、この実施形態では、放熱フィン６０がステージ１０の径方向に対し傾斜しており、したがって、放熱フィン６０とヒートパイプ７０が裏面視で交差しているが、放熱フィン６０をまっすぐステージ１０の径方向に向け、放熱フィン６０とヒートパイプ７０が裏面視で重なるようにしてもよい。或いは、ヒートパイプ７０をステージ１０の径方向に対し傾斜させることにより、放熱フィン６０とヒートパイプ７０が裏面視で重なるようにしてもよい。放熱フィン６０とヒートパイプ７０が、裏面視で重なるのではなく、ステージ７０の周方向にずれて配置されていてもよい。ヒートパイプ７０が裏面視で湾曲していてもよい。
放熱フィン６０をヒートパイプ７０に対し直交するように配置してもよく、その場合、１つのヒートパイプ７０に対し、複数の放熱フィン６０をヒートパイプ７０の延び方向に並べて配置するとよく、より好ましくは放熱フィン６０をヒートパイプ７０の凝縮部７６の側に偏らせて配置する。
【００４２】
このヒートパイプ内蔵構造によれば、ウェハ９０の外周部からの熱が、ステージ１０の環状凸部１２を経て、ヒートパイプ７０の蒸発部７５の作動流体に伝わることにより、この蒸発部７５内の液相の作動流体が蒸発し気相になる。これによって、ウェハ９０の外周部からの熱を潜熱として十分に吸収することができ、ウェハ９０の外周部より内側部分に熱が伝わるのを一層確実に防止することができる。
蒸発部７５で発生した気相の作動流体は、コイル状部材７３の内部を通り、凝縮部７６へ送られ、この凝縮部７６において凝縮し、熱を放出する。
凝縮部７６で凝縮して液相になった作動流体は、ウィック７２を毛細管現象によって伝わり、蒸発部７５へ送られる。
【００４３】
このように、作動流体はヒートパイプ７０の内部において循環するのみであり、固定系と回転系の間を行き来することはない。したがって、流路構造が複雑化することはなく、液漏れのおそれも無い。また、固定系と回転系の間にシール圧による抵抗が発生することがなく、回転機構５０の負荷を低減でき、所要動力を小さくすることができる。
【００４４】
本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、種々の改変をなすことができる。
例えば、放熱フィン６０は、ステージ裏面１０ｂに対し直交する平板状であるのに限られず、ステージ裏面１０ｂに対し傾斜していてもよく、このステージ裏面１０ｂに対する傾斜角度がステージ１０の径方向の位置に応じて変わるような曲板状であってもよく、ステージ裏面１０ｂから下に離れるにしたがって傾斜が増減する曲板状であってもよく、或いは、裏面視において、ステージ裏面１０ｂの外周側から中央側へ直線状に延びるのに代えて、曲線を描きながらステージ裏面１０ｂの外周側から中央側へ延びていてもよい。
ヒートパイプ７０の内部構造は、気相の作動流体を蒸発部７５から凝縮部７６へ送ることができ、液相の作動流体を凝縮部７６から蒸発部７５へ送ることができるものであればよく、上記ウィック７２及びコイル状部材７３を有する構造には限られず、種々の公知のヒートパイプ構造を適用することができる。
除去すべき不要物９３は、ウェハ９０の裏面外周部にではなくウェハ９０の外端面に設けられていてもよく、或いは、ウェハ９０の裏面外周部だけではなくウェハ９０の外端面から裏面外周部に跨って設けられていてもよい。
除去対象の不要物は、フロロカーボンに限られず、それ以外の有機物の他、無機物であってもよい。
不要物の状態は、膜に限られず粉体等であってもよい。
不要物が加熱だけで除去される等、基材外周部を加熱だけで処理可能な場合、反応性ガス吹出し部は不要である。
基材は、ウェハに限られず、例えば液晶テレビやプラズマテレビ等のフラットパネルディスプレイ用の基板であってもよい。
ステージは、円形に限らず、四角形等の多角形状をなしていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、例えば半導体基板や液晶用基板の製造において、基板外周部の不要物を除去するのに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基材外周処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】上記基材外周処理装置を、ウェハ及び膜の厚さを誇張して示す正面断面図である。
【図３】上記基材外周処理装置の底面図である。
【図４】基材外周処理装置のステージ裏面の放熱フィンの変形例を示す底面図である。
【図５】ヒートパイプを備えた基材外周処理装置の実施形態を示す底面図である。
【図６】上記ヒートパイプを備えたステージの正面断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１      基材外周処理装置
１０    ステージ
１０ｂ  ステージ裏面
１１    中心軸
１２    環状凸部
１２ａ  環状凸部の上面（支持面）
２０    処理ヘッド
２１    ヘッド本体
３１    レーザ光源（輻射熱光源）
３２    光ファイバケーブル（熱光線伝送手段）
３３    レーザ照射ユニット（輻射加熱器）
４１    反応性ガス源
４２    ガス供給路
４３    反応性ガスノズル（反応性ガス吹出し部）
４４    吸引ノズル
４５    排気路
４６    排気手段
５０    回転機構
６０    放熱フィン
７０    ヒートパイプ
７１    パイプ本体
７２    ウィック
７３    コイル状部材
７５    蒸発部
７６    凝縮部
９０    シリコンウェハ
９１    絶縁層
９１ａ  配線パターン溝
９３    フロロカーボン膜（不要物）
９４    配線パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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